【总结升华】含有参数的函数的综合问题(本例是函数图像)历来就是高中数学的重点和难点之一。求解此类问题的关键一点就是紧扣对称轴,依此来展开有条理性的分类讨论。
举一反三:
【变式】函数f(x)?loga(x?f(x).
【解析】f(x)图象经过点(-1,3),则f(?1)?loga(整理得:a?210a)?1的图象经过点(-1,3),且f(x)在(-1,+≦)上恒有f(x)<3,求函数310a?1)?1=3, 3110a?1?0,解得a?3或a?
33(1)当a?3时,则f(x)?log3(x?10)?1,此时x∈(-1,+≦)时,f(x)>3,不满足题意; (2)当a?11010110,则f(x)?log1(x?)?1,此时,x∈(-1,+≦)时,x?? ?log1(x?)?2 3999933即f(x)<3,满足题意为所求. 综上,f(x)?log1(x?310)?1. 9【例4】已知函数f(x)?ax2?1(a?0),g(x)?x3?bx.
(1)若曲线y?f(x)与曲线y?g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a,b的值; (2)当a?4b时,求函数f(x)?g(x)的单调区间,并求其在区间(??,?1]上的最大值.
【思路点拨】(1) 根据曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,可知切点处的函数值相等,切点处的斜率相等,故可求a、b的值。 (2)利用分类讨论的方法对参数a进行讨论求解。
【解析】(1)由?1,c?为公共切点可得:f(x)?ax2?1(a?0),则f?(x)?2ax,k1?2a, g(x)?x3?bx,则g?(x)=3x2?b,k2?3?b,?2a?3?b①
2?a?3又f(1)?a?1,g(1)?1?b,?a?1?1?b,即a?b,代入①式可得:?.
b?3?12(2)?a?4b,?设h(x)?f(x)?g(x)?x3?ax2?a2x?1
41aa则h?(x)?3x2?2ax?a2,令h?(x)?0,解得:x1??,x2??;
264?a?0,????,
?原函数在???,??单调递增,在??,??单调递减,在??,???上单调递增
2266????a??a?a??a???a2a6 6
aa①若?1≤?,即a≤2时,最大值为h(1)?a?;
24?a?aa②若???1??,即2?a?6时,最大值为h????1
26?2?③若?1≥??a?a时,即a≥6时,最大值为h????1. 6?2?2a2?a?2?时,最大值为h(1)?a?综上所述:当a??0,;当a??2,???时,最大值为h????1.
?2?4【总结升华】此题应该说是导数题目中较为常规的类型题目,考查的切线、单调性、极值以及最值的问题都
是课本中要求的重点内容,也是学生掌握比较好的知识点. 举一反三:
【变式】设f(x)?ax?1?x,(a?0) ax(1)利用函数单调性的意义,判断f(x)在(0,+≦)上的单调性; (2)记f(x)在0 (1)设0 ?(x2?x1)(a?1)?(x2?x1)ax1x2由题设x2-x1>0,ax1〃x2>0 11时,x1x2?2?0,?f(x2)-f(x1)<0, aa1即f(x2) a11当 a?当0 (2)因为0 111≤1即a≥1时,g(a)=f()=2-; aaa1>1,即0 ?a(0?a?1)?综上,所求的函数y=g(a)=?. 12?,(a?1)??a2ax?a2?1【例5】已知函数f(x)?,其中a?R.(Ⅰ)当a?1时,求曲线y?f(x)在原点处的切线 x2?1方程;(Ⅱ)求f(x)的单调区间;(Ⅲ)若f(x)在[0,??)上存在最大值和最小值,求a的取值范围. 【思路点拨】(Ⅰ)利用导数几何意义可直接求解。 (Ⅱ)(Ⅲ)利用导数结合参数取值分类讨论求解。 【解析】(Ⅰ)当a?1时,f(x)?(x?1)(x?1)2x?f(x)??2,. x2?1(x2?1)2由 f?(0)?2, 得曲线y?f(x)在原点处的切线方程是2x?y?0. (Ⅱ)f?(x)??2(x?a)(ax?1). 2x?12x① 当a?0时,f?(x)?2. x?1所以f(x)在(0,??)单调递增,在(??,0)单调递减. 1(x?a)(x?)a.当a?0,f?(x)??2ax2?1 ② 当a?0时,令f?(x)?0,得x1??a,x2? 1,f(x)与f?(x)的情况如下: ax2 0 x f?(x) (??,x1) ? x1 0 (x1,x2) (x2,??) ? ? ↗ f(x) ↘ f(x1) f(x2) ↘ 故f(x)的单调减区间是(??,?a),(,??);单调增区间是(?a,). ③ 当a?0时,f(x)与f?(x)的情况如下: 1a1ax f?(x) f(x) (??,x2) x2 0 (x2,x1) ? x1 0 (x1,??) ? ↗ ? ↗ f(x2) ↘ f(x1) 所以f(x)的单调增区间是(??,),(?a,??);单调减区间是(,?a) 1a1a 8 (Ⅲ)由(Ⅱ)得, a?0时不合题意. 当a?0时,由(Ⅱ)得,f(x)在(0,)单调递增,在(,??)单调递减,所以f(x)在(0,??)上 1a1a存在最大值f()?a?0. 1a211?a2 设x0为f(x)的零点,易知x0?,且x0?.从而x?x0时,f(x)?0;x?x0时,f(x)?0. a2a若f(x)在[0,??)上存在最小值,必有f(0)?0,解得?1?a?1. 所以a?0时,若f(x)在[0,??)上存在最大值和最小值,a的取值范围是(0,1]. 当a?0时,由(Ⅱ)得,f(x)在(0,?a)单调递减,在(?a,??)单调递增,所以f(x)在(0,??)上存在最小值f(?a)??1. 若f(x)在[0,??)上存在最大值,必有f(0)?0,解得a?1,或a??1. 所以a?0时,若f(x)在[0,??)上存在最大值和最小值,a的取值范围是(??,?1]. 综上,a的取值范围是(??,?1]?(0,1]. 【总结升华】本题考查函数、导数的基础知识,运用导数研究函数性质等基本方法,考查分类讨论思想,代数恒等变形能力和综合运用数学知识分析问题解决问题的能力。 举一反三: 【变式】已知函数f(x)?cos2x?asinx?a2?2a?5有最大值2,求实数a的取值. 22【解析】f(x)?1?sinx?asinx?a?2a?5??(sinx?a232)?a?2a?6. 24令sinx?t,则y?g(t)??(t?)?2a232a?2a?6(t?[?1,1]). 4a3?213?21?1即a?2时,ymax?g(1)??a2?3a?5?2,解得:a?或a?(舍); 2224aa32(2)当?1??1即?2?a?2时,ymax?g()??a?2a?6?2,解得:a??或a?4(舍); 3224a1?132(3)当??1即a??2时,ymax?g(?1)??a?a?5?2,解得a?(全都舍去). 2243?21综上,当a?或a??时,能使函数f(x)的最大值为2. 32(1)当 类型三、数列中的分类讨论问题 【例6】已知等差数列{an}前三项的和为?3,前三项的积为8. (Ⅰ)求等差数列{an}的通项公式; 9 (Ⅱ)若a2,a3,a1成等比数列,求数列{|an|}的前n项和. 【思路点拨】(Ⅰ)利用等差数列通项公式求解。 (Ⅱ)对n进行讨论,去掉绝对值得到分段通项公式求解。 【解析】(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,则a2?a1?d,a3?a1?2d, ?3a?3d??3,?a?2,?a??4,由题意得?1 解得?1或?1 a(a?d)(a?2d)?8.d??3,d?3.???111所以由等差数列通项公式可得 an?2?3(n?1)??3n?5,或an??4?3(n?1)?3n?7. 故an??3n?5,或an?3n?7。 (Ⅱ)当an??3n?5时,a2,a3,a1分别为?1,?4,2,不成等比数列; 当an?3n?7时,a2,a3,a1分别为?1,2,?4,成等比数列,满足条件. ??3n?7,n?1,2,故|an|?|3n?7|?? 3n?7,n?3.?记数列{|an|}的前n项和为Sn. 当n?1时,S1?|a1|?4;当n?2时,S2?|a1|?|a2|?5; 当n?3时, Sn?S2?|a3|?|a4|???|an|?5?(3?3?7)?(3?4?7)???(3n?7) ?5?(n?2)[2?(3n?7)]3211?n?n?10. 当n?2时,满足此式. 222n?1,?4,?综上,Sn??3211 n?n?10,n?1.??22【总结升华】数列中的含参问题是一个需要牢记的分类推理过程,书写格式相对严格、规范。 举一反三: 【变式1】求数列:1,a+a2,a2+a3+a4,a3+a4+a5+a6,……(其中a≠0)的前n项和Sn. 解析:数列的通项 an=an-1+an+…+a2n-2 讨论: (1)当a=1时,an=n,Sn=1+2+…+n= n(n?1) 2?n?1(n为奇数)??1,(n为奇数)?2(2)当a=-1时,an??,?Sn??, n?0,(n为偶数)?(n为偶数)??2 10 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读,免费范文网,提供经典小说综合文库高考冲刺之分类讨论的思想(2)在线全文阅读。
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